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苧麻服用產品開發

一、課題研究的背景及意義

1.1苧麻簡介：

苧麻，學名Boehmerianivea(Linn.)Gaudich，英文名Ramie，又有別名家苧麻、白麻和圓麻[1]。

苧麻是中國特有的以紡織為主要用途的農作物，是我國國寶，我國的苧麻產量約占全世界苧麻產量的90%以上，在國際上稱為“中國草”。

苧麻是多年生宿根性草本植物，是重要的紡織纖維作物。其單纖維長、強度最大，吸濕和散濕快，熱傳導性能好，脫膠后潔白有絲光，可以純紡，也可和棉、絲、毛、化纖等混紡，聞名于世的瀏陽夏布就是苧麻纖維的手工制品。

中國是苧麻品種變異類型和苧麻屬野生種較多的國家，中國苧麻栽培歷史最悠久，距今已4700年以上。苧麻較適應溫帶和亞熱帶氣候。

由地下莖和根系形成強大的根蔸。一般用營養體繁殖的苧麻沒有主根，從地下莖上發生許多細根，其中一部分具有副形成層，膨大成蘿卜狀，表面光滑，它們的次生木質部薄壁細胞中含大量淀粉，有貯藏養分的功能，故稱貯藏根。根群大部分分布在30-50cm深的土層中，少數支根可入土深達1m以下。地下莖各分枝的頂芽生長，伸出地面，成為地上莖。地上莖叢生，直立，圓柱形，表面有毛，高1.5-2m左右，基部直徑0.8-1.2cm，一般不分枝，綠色或帶紅色，成熟時皮層木栓化，變褐色。初生纖維在韌皮部中的外側，經濟價值較高，由初生分生組織產生分化而成；一般鮮莖出麻率為4-6%，鮮皮出麻率為10-15%，莖的木質部疏松或空心，容易折斷。

苧麻單纖維長度為60-250mm，是麻類作物中最長的。直徑17-64um，橫斷面呈多角形、橢圓形。葉互生，葉片卵圓形、橢形或近圓形，邊緣有鋸齒，葉片表面粗糙或有皺紋，綠色或黃綠色，背面有銀白色氈毛，葉柄、葉身或托葉的主脈綠色或黃綠色，有時帶紅紫色。

苧麻的宿根年限為10-30年，多至百年以上。生育期頭麻約80-90天，二麻50-60天，三麻70-80天，全年生育期230天左右。

苧麻為短日照植物。晝夜長短不僅影響苧麻開花的遲早，也影響雌雄花的比率。日長8-9小時能促進開花，但多生雌花；日長為14小時時則多生雄花。苧麻種子發芽的最適溫度25-30℃。地上莖生長的適溫為15-32℃。早春氣溫低于3℃則幼苗受寒害。冬季土溫低于零下3-5℃的持續時間長，則地下莖受凍害。葉面積系數可達4-7。由于蒸騰量大，同時營養生長快，需要充足的水分。一般年雨量宜在800-1000mm以上，且分布合理。適宜的相對濕度為80%左右。土壤含水量為20-25%。纖維的主要成分是纖維素，光照強度和每天日照時數對纖維產量有很大影響。日照不足，則光合作用減弱，莖稈軟弱，麻皮薄，纖維細胞壁薄，工藝成熟延遲，產量降低。但陽光太強，高溫干旱，也會使麻莖生長受到抑制，纖維細胞壁木質化，降低纖維品質和產量。莖葉茂盛，根蔸發達，要求土層深厚、疏松、有機質含量高，保水、保肥、排水良限。土壤pH值以5.5-6.5為宜，低于4.5或高于7.6的，應加以改良。在中國，苧麻一般都種在山區平地、緩坡地、丘陵地或平原沖擊土上。土質最好是砂壤到粘壤。但地下水位在1m以內或易淹水的土地不宜種植。

莖皮纖維長，柔韌色白，不皺不縮，拉力強，富彈性，耐水濕，耐熱力大，富絕緣性，為優良紡織原料。用途較廣：根供藥用，為利尿解熱藥，有安胎作用，治腹痛、下血等癥；莖、葉可提苧麻浸膏，止血效果較好。

苧麻的主要產地為湖南、湖北、四川、安徽、江西、廣西、浙江、貴州、河南、陜西、江蘇、云南、福建、廣東和臺灣等省、自治區。其中以湖南、湖北和四川省為最多。

1.2苧麻的歷史：

苧麻中國古代重要的纖維作物之一，原產于中國西南地區，新石器時代長江中下游一些地方就已有種植[2]。考古出土年代最早的是浙江錢山漾新石器時代遺址出土的苧麻布和細麻繩，距今已有4700余年。秦漢以前，苧麻已進入北方，故《詩經》中有“東門之池，可以漚苧”。但長期以來，苧麻的主要產區在南方。故王禎《農書》說：“南人不解刈麻（大麻），北人不知治苧”。不過在元代苧麻又有向北方擴展的趨勢。當時的農書也開始積極致力于苧麻栽培技術的總結。元官修農書《農桑輯要》中就專門新添有“栽種苧麻法”，代表了當時苧麻栽培技術的最高水平。后來王禎《農書》“農器圖譜”還專為苧麻設立一門，備載治苧紡織工具。

1.3苧麻織物

（1）手工夏布[3]

苧麻起源于中國，是歷史上繼葛、大麻后我國最早使用的紡織纖維之一。我國的產量占世界產量的60%以上。早在4700多年前的新石器時代，從浙江吳興錢山漾遺址曾出土一批苧麻織物殘片，它是平紋織物，經紗密度為23.6—30.7根/cm,緯紗密度為16-20跟/cm,比較細致。到了奴隸社會的商周時代，苧麻織物也有發展，民間詩歌《詩經》中就有“東門之池，可以漚苧”的詩句，說明我國古代早就掌握了漚制苧麻，利用纖維，織成細布的方法。在《周禮》中還規定，設置了專門管理苧麻紡織的官員。根據《左傳》記載：在春秋戰國時期，統治階級以苧衣作為互相饋贈的禮品。從出土的西漢距今2100年前的長沙馬王堆一號漢墓文物中，就有幾塊精細的苧麻布。其中有一件女衣，經紗密度為32-38根/cm，輕薄似紗，重量僅53kg。按衣服實樣分析：如果纖維細度為4dtex(2500公支)左右的話，只用25-30根纖維就能織成一根紗。這表明在我國古代就已經掌握了苧麻的部分脫膠和加工技術，不僅能使纖維束分離精細，而且可以織成較細的紗和織很薄的布，苧麻手工紡織技術已達到了相當高的水平。中國不但是苧麻的起源地，而且也是世界上最早生產苧麻織物的地方。

中國最古老的苧麻織物是夏布，自古以來苧麻是用手工績麻，織成夏布的。將生苧麻進行漚麻、捶打、洗曬，使苧麻脫去部分膠質，利用苧麻單纖維間殘存伴生膠質，將苧麻纖維束劈成所需的細度，再頭尾捻接，成為所要長度的紗。該紗基本無捻度，平直光滑，用以織成夏布。夏布的品質和色澤隨脫膠加工技術不同而分為淺棕色及漂白夏布。

手工苧麻紗是由較細的纖維束組成的，其表面光滑，沒有毛茸，織造時斷頭少。用它制織成的夏布表面光滑、強力高、手感硬挺、堅牢耐用。隨著膠質去除量的增多，白度增加，光澤好，手感變軟但強力逐漸下降。由于頭尾捻接，捻接處形成了粗節，粗節的大小由纖維分離的細度和捻度的長度決定。又因粗節不規則的分布，夏布布面形成不規則的大小粗節，成為夏布的獨特風格。

（2）機制麻布

機制麻布殘膠含量極低，手感比夏布柔軟，比夏布白，機制麻布的手感、外觀、白度及服用性能都比手工夏布好。但由于苧麻纖維剛性大，抱合力差，成紗及織物表面毛茸多，雖經整理，仍不能完全消除服用時的刺癢感。

由于苧麻織物有通風透氣、涼爽舒適的特點，在國內外市場已有銷路，特別是細支純麻布。

但和棉纖維相比，苧麻纖維粗、長，結晶度高、剛度大，成紗抱合力差。這種性質在苧麻織物上表現為粗糙硬挺的手感，表面毛羽多且硬。當織物與皮膚接觸時，硬挺的毛羽刺激皮膚，產生刺癢感，嚴重的為刺痛感。

1.4苧麻織物的分類：

（1）按纖維的種類分類

可分為純苧麻布，苧麻和滌綸以及各種化纖混紡或交織布，苧麻與天然纖維合捻、混捻、交織布。苧麻可同一種或一種以上纖維進行混紡、交織、合捻，常見的有滌麻，滌棉與滌麻交織，毛麻滌，絲麻滌，麻棉，麻粘，或麻粘棉等產品。

（2）按織物用途分類

服用織物：各種服裝包括內衣及外衣面料。內衣面料要求滑爽、挺括、涼爽、手感柔軟、吸濕排汗、使人體感到舒適。外衣面料要求粗厚、挺括和彈性好，春夏季服裝，還需要涼快舒適，豐滿平整。

還有工業用織物，裝飾用織物等，這里不做具體介紹。

（3）按印染加工性質分類

可分為漂色布、印花布、色織布和整理布。

1.5苧麻織物的風格特征

苧麻織物的風格由苧麻纖維的特性所決定。

苧麻纖維為一個單細胞所形成，纖維橫截面有橢圓形或腰圓形等，縱向呈帶狀，表面光滑，無自然捻曲捻回，但有結節，在麻類纖維中以苧麻纖維為較細長（與大麻、黃麻、亞麻相比較）。因此適合紡細支麻紗和制織輕薄麻衣。苧麻纖維中間有一條溝狀的空腔，故其透氣性好，熱傳導率高，易向外發散，吸收水分快而發散也快，有利于散熱散濕。所以使得苧麻及其混紡交織織物具有通風透氣，吸濕排汗和出汗不貼身的優點。隨著苧麻含量的增多，涼爽感更突出。適宜做夏季衣料以及各類窗簾、蚊帳和裝飾布等。

苧麻纖維分子結構排列整齊，結晶度及取向度高，所以苧麻纖維斷裂強度高，斷裂伸長小，不耐屈折，濕強比干強增加16%--18%，因此苧麻與其他纖維混紡、交織及合捻的織物手感挺括。

由于苧麻纖維半制品的回潮率變化大，會造成麻紗長片段不勻、布面粗細不勻、條影明顯，故而形成麻織物獨特的特點。短麻紡與長麻紡相比，其抱合力，條干，大小節和布面平整度等方面較好。短麻紡的可紡支數較粗，能使織物具有一種粗狂的線條，適合做各種外衣面料及裝飾用布等。

為了突出苧麻織物的風格，采取較稀疏的經緯密度，組織結構上采用重平、方平、提花等組織，增加透氣性，也可以采用加入各種短纖，人為紡出很多不規則的大小節，更能突出麻織物的風格，考慮到苧麻織物的手感較硬挺，紗支較粗，布面顯得粗糙，穿用初期有刺癢感，印染時，采用堿處理，以及柔軟整理等加工工藝，使織物具有滑、挺、爽的手感，提高服用性能。

1.6功能性纖維——吸濕排汗纖維

一般紡織品要達到吸濕排汗功能的方法可采用以下方法[4]:

纖維截面異形化：Y字形、十字形、w形和骨頭形等，增加表面積，纖維表面有更多的凹槽，可提高傳遞水氣效果。

中空或多孔纖維：利用毛細管作用和增加表面積原理將汗液迅速擴散出去。

纖維表面化學改性：增加纖維表面親水性基團，達到迅速吸濕的目的。

親水劑整理：直接用親水性助劑在印染后處理過程中賦予織物或纖維紗線親水性。

采用多層織物結構：利用親水性纖維作內層織物，將人體產生之汗液快速吸收。再經外層織物空隙傳導散發至外部。達到舒適涼爽性能。

吸濕排汗功能即是通過織物結構設計或纖維改性等方式，改變織物對水分之吸濕、移動、排汗等性質，同時能夠具有吸水性和快干性[5]。吸濕排汗纖維是利用纖維表面微細溝槽所產生的毛細現象使汗水經芯吸、擴散、傳輸等作用，迅速遷移至織物的表面并發散，使其能夠快速揮發，從而保持人體皮膚的干爽感。同時，在濕潤狀態時也不會像棉纖維那樣倒伏，始終能夠保持織物與皮膚間舒適的微氣候狀態，達到提高舒適性的目的。

吸濕排汗面料能夠廣泛應用于襯衣、外衣、運動服、內衣、西褲、襯里、裝飾制品等領域。使用吸濕排汗纖維可以改善貼身衣物的舒適性，原因是可調節貼身衣物與皮膚表面間的水分及濕度之間的關系(衣服內氣候)、衣物和皮膚接觸時的壓力或接觸感等，可稱為“可呼吸面料”，面料既具有棉制品令的觸感，又具清爽感。

美國杜邦公司生產的Coolmax纖維、日本生產的Coolplus纖維和我國生產的Coolnise纖維、Coolbest纖維均為十字形的溝槽滌綸纖維，對水分和水氣具有良好的疏導作用，可用于生產導熱排汗服裝[6]。

其中，COOLBST吸濕排汗纖維：一種應用于高級面料、高檔服裝的COOLBST吸濕排汗纖維，在江蘇儀征化纖股份公司瓶級切片事業部多功能短纖裝置上開發成功。儀征公司生產的COOLBST纖維采用了全新的纖維截面形狀設計，將毛細管原理成功地運用到織物結構，使其能夠快速吸水、疏水、擴散和揮發，從而保持人體皮膚的干爽感[7]。

1.7服裝面料流行趨勢

我們的先祖發現和創造了光輝燦爛的麻文化的服飾文明。“麻”通過時裝表現其面料舒適、挺括、柔軟、滑爽的特點。可以通過面料的色彩、質感、肌理等方面表現目前國際上流行的麻時尚，以求達到現代人追求舒適、自然的穿著需求。

麻面料之所以能在歐美非常流行是因為西方人的穿衣習慣以舒適為主，而中國人習慣上穿衣是給別人看的，自身體驗反而在其次。麻紡面料最初是以坯布出口的形式存在，從外觀上吸引不了大眾的目光，也不能引起設計師的興奮點，因此無法與時尚銜接，造成在麻面料上找不到時尚性與舒適性的雙重體驗。

現代人對環境保護意識的增強和對自然的渴望,使得天然纖維越來越受寵。麻，這一有這悠久歷史的面料，會愈加走近人們的生活。

隨著時代的進步，我們對于服裝的要求，已經不僅是舒適，更多的是流行。色彩可以流行，款式可以流行……在諸多流行因素中，環保也已經占據了一定比例。換句話說，面料功能的變化除舒適之外，市場對于面料的環保功能要求也越來越高。

當我們看國產面料時，感觸最深的就是功能性面料的增多、保健纖維的普遍應用，這些都表現出企業更人性化的開發理念。如今，環保已成為一大流行點，人們在呵護自己的同時，也在保護著環境。

所謂環保是指產品在生產過程中對環境無污染、無破壞。從加工過程看，面料的環保應該從纖維開始。傳統的環保纖維主要是棉、麻。棉纖維的強度高、抗皺性好，拉伸性則較差；耐熱性較好，僅次于麻；對染料具有良好的親和力，染色容易，色譜齊全，色澤也比較鮮艷。純棉織物，透氣性好，吸濕性強，穿著舒服。麻纖維有其他纖維難以比擬的優勢：具有良好的吸濕散濕與透氣的功能，傳熱導熱快、涼爽挺括、出汗不貼身、質地輕、強力大、防蟲防霉、靜電少。麻織物不易污染、色調柔和大方、粗獷，適宜人體皮膚的排泄和分泌。

無論是對于環境還是對于人本身，環保都是發展趨勢所在。

當你走進一家服裝店，銷售人員幾乎都會向你推薦純棉產品，據觀察在任何一家服裝店都會如此。無論是休閑裝，還是正裝。但是，他們絕對不會專門說“這是環保面料”，因為這是人所周知的。棉產品無處不在，為人們生活帶來了更多的便利與舒適。近幾年，隨著技術的發展，麻面料的服用性能得到了很大程度的提高，應用也更為普遍。伴隨著消費者對于麻面料的更深入的了解和消費能力的提高，麻面料的消費也逐漸熱起來了。

環保面料是我們所追求的，因為它除了保護我們的環境之外，也保護了我們自己，可謂最體貼的流行。

苧麻纖維是纖維中的珍品，其透氣、吸濕、抗菌、保健功能和良好的服用性能居各種天然纖維之首，被國際上公認為綠色環保紡織品，具有巨大的市場發展空間。這一切條件都是苧麻產品會成為流行的必要因素。

二、國內外研究現狀

苧麻織物由于纖維結晶度大，取向度大，無定形區小，纖維粗，單根纖維的彎曲剛性指數和最大抗彎力都較大，纖維間抱合力差，使織物表面的毛羽長而多，與人體皮膚接觸時產生刺癢感。

苧麻織物刺癢感產生的原因復雜，除了因為纖維本身的性質決定外，后道加工不當亦會加劇刺癢感[8]。

燒毛的目的是去除織物表面的毛羽，但如燒毛不盡，短而粗硬的毛羽根部的存在，使刺癢感加劇。

苧麻織物經濃堿絲光后，纖維變粗變硬，織物結構間更不易滑動，織點突出，使觸覺更感粗糙。

預縮及液氨處理對改善苧麻織物的手感，減輕刺癢感有明顯的效果。

作為一個品種，砂洗苧麻織物是受歡迎的，它不僅保持了苧麻織物原有的透氣透濕特性，基本上消除了硬糙感和刺癢感，同時服用性能也提高。

纖維素酶對苧麻織物的減量處理，也是改善苧麻織物手感及刺癢感的有效手段。

現在我們從一個新的角度去考慮解決苧麻織物刺癢感的問題，用CoolBST這種透氣性好的功能性纖維和苧麻結合在一起，用適當的方法解決苧麻在貼身穿時的刺癢感。

目前，吸濕快干運動休閑針織面料是近年研發的新產品，很快受到市場青睞，有逐漸風行之趨勢。目前棉型吸濕快干針織面料多為棉蓋滌組織，里層為滌(75D／72f細旦絲、Coolmax溝槽纖維等)，面層為棉[9]。經整理后有較好的親水吸濕性，但因棉散濕較慢，其快干性尚未達到相關標準的要求。苧麻纖維吸濕放濕快、透氣性能優于棉。如果采用麻蓋滌組織，開發含麻吸濕快干針織面料，苧麻的刺癢問題將被掩蓋，而突出了其吸濕放濕快、干爽利汗的優良服用性能。研發人員在研發含麻吸濕快干針織面料時測試了棉蓋滌、麻蓋滌平紋針織物吸濕散濕性，結果表明麻蓋滌平紋針織物吸濕散濕性明顯優于棉蓋滌。

那么,可以采用二重組織或者雙層組織，使得苧麻在表面，而CoolBST在里層，這樣透氣的CoolBST織成的面料即保持了苧麻織物本來的風格特征，也徹底解決了它的刺癢感的問題。

在織物設計上面，我們要使用德國EAT公司大提花織物設計，德國EAT公司從1983年開始開發了一系列的計算機輔助設計軟件，主要應用于機織(大、小提花)、針織、染整等生產領域[10]。目前該公司的產品已遍布歐美市場，并開始向我國市場進軍。該設計系統還可選配調制解調器，通過網絡由德國EAT公司提供壘球性的技術服務該軟件系統由圖案設計、掃描、打印輸出、織造工藝設計、仿真“織造”這五十軟件包組成。

三、課題研究內容

采用二重組織或者雙層組織，織造織物，使得苧麻在表面，而CoolBST在里層，這樣，透氣的CoolBST織成的面料處于里層，可以即保持了苧麻織物本來的風格特征，也徹底解決了它的刺癢感的問題。

使用EAT軟件進行織物設計，它可以仿真二重組織的織物，先期先進行面料的設計，要考慮到圖案、花型、肌理、顏色等方面。

織造樣布，進行服用性能測試。

四、技術路線

（1）設計：使用德國EAT公司大提花織物設計軟件。定5個主題，它們分別是迷系列、葉系列、水系列、冷系列和大地系列。每個主題分別要織白布（供后期印染）、色織布、公務員之家:

（2）在電腦小樣機上織造樣布,以供后續實驗和留底。在5個主題的規定樣布之外，另要織造苧麻和普通滌綸的二重組織或者雙層組織的面料，用以和規定的實驗樣布做差別化比較。

五、關鍵技術介紹

5．1織物工藝參數的確定

捻度與捻向：苧麻纖維粗、剛性大，紗線硬挺，故捻度不宜太大，以免纖維扭曲，經緯紗采用同捻向，以使交接處吻合密切，易于織造[11]。

整經工藝：采用小張力，以保證紗線彈性。

織造參數：宜采用早開口、遲投梭，同時適當降低后梁及停經架的高度使開口清晰。

5．2苧麻印染加工要求

坯布必須經過退漿、燒毛、煮練、印花及整理加工，否則會手感粗硬。

六、要解決的技術問題

1)選用合適的紗線。要選擇質優、性能穩定的紗線。

(2)良好的實驗條件和環境會對實驗結果產生影響，如溫度、空氣濕度等。因本試驗大部分會在冬天完成，因此應考慮現實情況為試驗做足準備。

(3)要考慮試驗誤差。

(4)學習必須得的應用統計知識，為實驗數據分析做準備。

七、日程安排